初中化学探究题

某化肥厂生产合成氨（NH₃）的原料是煤、空气、水，生产简要流程如下（合成塔中需高温、高压），请回答下列问题：

（1）碳化塔的作用是               ，液氨储槽中发生的是        （填“物理”或“化学”）变化。
（2）煤气发生炉中的主要反应为：①C + O₂ = CO₂；②C + H₂O = CO + H₂。两个反应必须进行调控，才能保持所需要达到的炉内温度，据此判断：反应②          （填“放出”或“吸收”）热量，反应①的主要作用是                                  。
（3）若煤气发生炉排出的混合气体中氧气残留过多，则          （填“需要”或“不需要”）除去，理由是                                                          。

同学们对实验“煅烧石灰石”展开深入探究。
资料:石灰石中的杂质高温不分解且不与稀盐酸反应
（1）为证明石灰石已分解，三位同学从其他角度设计方案如下：

Ⅰ．甲同学按图一所示进行实验（煤气灯亦能达到石灰石分解的温度），观察到烧杯内壁石灰水变浑浊，写出石灰水发生反应的化学方程式         。
II．乙同学按图二所示进行试验，观察到B中液体变     色，A实验的作用       。
III．丙同学取一块石灰石煅烧，一段时间后发现固体质量减轻2．2g，证明石灰石已分解。
IV．大家认为甲同学的方案不合理，请分析原因         。
（2）为测定石灰石的纯度，丙同学将他刚才煅烧后的固体放入足量稀盐酸中，又产生2．2g气体，结合上述数据计算可知，丙所取的这块石灰石中含碳酸钙         g。

某研究小组发现，维C泡腾片（保健药品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）。该小组同学进行如下探究。

探究一：该气体的成分。
【猜想与假设】小华说：该气体可能是CO₂、O₂、CO、H₂、N₂。
小明说：不可能含有N₂，因为_____________________________。
小芳说：不可能含有CO和H₂，因为从药品安全角度考虑，H₂易燃易爆，CO___________________。
该小组同学认为：该气体可能含有CO₂、O₂中的一种或两种。
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水中	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入该气体中	带火星的木条没有复燃

 
【得出结论】（1）由实验①可知，该气体中肯定含有_________。
（2）由实验②_____________（填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是_____________________________________________________________。
探究二：维C泡腾片溶液的酸碱性。
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液，溶液变红，说明溶液显_________性。

某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数）。（一）甲组同学设计如图所示实验：

【实验步骤】
①组装好如图仪器，并检查                   ；
②称取13.0g样品放入锥形瓶中，加入少量蒸馏水溶解，并在其他装置中加入相应的药品；
③称量装置C的质量；
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸，直到不再产生气泡为止；
⑤再次称量装置C 的总质量；
⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数。
【实验分析】
（1）A装置中反应的化学方程式为                                       。
（2）B装置的作用是                                       。
（3）如果没有B装置则所测样品中碳酸钠的质量分数     。（填偏大、偏小、不变）
（4）小明提出能否用盐酸代替硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是                             。
（5）称得纯碱样品的质量为13.0g，实验前、后C装置（包含药品）的质量分别为61.2g和65.6g，则该纯碱样品的纯度为         %（精确到0.1%）。
（二）乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数，设计了如下实验：

（1）判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是         ，然后观察现象判断。
A．静置混合物X，向上层清液中继续滴加氯化钡溶液，若无白色沉淀生成，则氯化钡已经过量； 
B．向混合物X中滴加稀硫酸，若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量。
（2）判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加         ，然后观
察现象判断。
A．氯化钡溶液      B．稀硫酸       C．硝酸银溶液       D．稀盐酸
（3）根据实验数据，乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为         %（精确到0.1%）。
【实验反思】
甲乙两组同学所测该品牌中碳酸钠的质量分数，你认为       组（填“甲”或“乙”）更准确，另一组存在较大偏差的原因可能是                            。

实验探究是化学的灵魂，请你参与实验室制取氧气和二氧化碳的探究活动。
Ⅰ．制取氧气方法的分析

（1）写出A、B装置中标号仪器名称：①            ；②             。
（2）写出一个用A装置制取氧气的化学方程式
                                               。
（3）用B装置收集氧气的优点是                                。
（4）上述两种方法中，更符合“低碳”理念的是          （填“A”或“B”）。
Ⅱ．制取二氧化碳原料的选择
实验室常用大理石或石灰石（主要成分CaCO₃）与稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式为                                     。
（2）实验过程中，同学们提出了下列问题并在老师指导下进行实验。
［问题一］能否用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳？

［分析二］实验室不选用石灰石粉末、碳酸钙粉末或碳酸钠粉末制取二氧化碳的理由是                                       。
［结 论］实验室制取二氧化碳，原料通常用块状石灰石（或大理石）和稀盐酸。
Ⅲ．拓展与反思
通过探究活动，你认为选择实验方法时应考虑的因素有            （写一种即可）。

“五一”假期，小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关；b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。

实验编号	硫酸的质量分数（均取20mL）	锌的形状（均取1g）	氢气的体积（mL）（均收集3分钟）
	20%	锌粒	31.7
	20%	锌片	50.9
	30%	锌粒	61.7
	30%	锌片	79.9

 
（1）写出稀硫酸与锌反应的化学方程式                                                    。
（2）小兵用下图装置收集并测量氢气的体积，其中量筒的作用是                                 。

【收集证据】（3）要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是                。
【得出结论】（4）结论是                                                               。
【评价与反思】
（5）下表是小兵第①组实验的详细数据。

时段（均为1分钟）	第1分钟	第2分钟	第3分钟	第4分钟	第5分钟	第6分钟
H2的体积	3.1mL	16.7mL	11.9mL	9.6mL	7.6mL	6.0mL

 
请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因                              。
（6）锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响？                                     。

一次性塑料包装袋造成的环境污染已经引起社会的高度关注，许多城市已经开始推广使用纸制食品袋。同学们经查阅资料得知，纸袋的组成成分中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素，于是他们利用以下装置进行实验测定。请回答下列问题：

(1)实验中C装置内发生反应的化学方程式为                          。
(2)实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是                         。
(3)为分别吸收纸袋充分燃烧的产物，并通过清晰可见的现象检验吸收是否安全高效，以上实验装置正确的连接顺序是A→(   )→(   )→(   )→(   )(填写装置的字母代号)
(4)将实验装置正确连接之后，确认气密性良好，充分燃烧16.2 g纸袋样品，测得相关实验数据见表(假定燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计)

装置	实验前装置的质量	实验后装置的质量
B	200.0 g	200.0 g
C	210.0 g	234.2 g
D	220.0 g	229.0 g
E	210.0 g	212.2 g

 
通过分析和计算可推断得出，纸袋样品中       (填“含”或“不含”)氧元素，其碳、氢两种元素的原子个数的最简整数比为       。

淡水资源的缺乏已成为制约社会发展的重要因素，从浩瀚的海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。某小组针对这一现状提出问题，并在实验室进行了以下探究。
【提出问题】                                                  。
【实验用品】酒精灯、试管、单孔橡皮塞、玻璃导管、铁架台、烧杯、胶头滴管、海水、硝酸银溶液。
【实验过程】
①按如图所示组装仪器并检查装置气密性。

②向大试管中加入5 mL～10 mL海水，塞好橡皮塞，用酒精灯加热。加热一段时间后，小试管内收集到很少液体，试管口有大量白雾。
该小组同学建议对该装置进行改进，你认为改进的措施为：                                   。
③向小试管里的冷凝水中滴加几滴硝酸银溶液，现象为：                                          。
【得出结论】
通过上述实验探究，你得出的结论是：                                         。
【反思交流】
①对海水淡化后剩余资源，请提出一种合理利用的措施：                                     。
②“蒸馏法淡化海水”的思路是想办法将水从混合物中分离出来。请列举一种与上述原理相同的混合物分离的例子：                                                            。

某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石与稀盐酸制取)，对反应后反应器中剩余溶液的溶质成分产生了兴趣。他们继续进行了如下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理，可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙，但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有
H^＋)，说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水，氯化钙溶液不显酸性。
【实验过程】
将剩余溶液倒入烧杯中，微热后冷却至室温。

	实验操作	实验现象	实验结论
甲同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中滴加	现象：溶液变为红色	溶液显酸性(含有H^＋)，溶质中有氯化氢
乙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量锌粒	现象：            反应的化学方程式是：
丙同学	取烧杯中溶液少许于试管中，向其中加入少量石灰石	现象：

 
【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体，同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的               (填化学式)，经                      ，蒸发等操作后即可完成。

某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组，在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段，请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀硫酸加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式______________。
【提出问题】实验中未观察到明显现象，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问，大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下：
猜想一：只有Na₂SO₄
猜想二：有Na₂SO₄和H₂SO₄
猜想三：有Na₂SO₄和NaOH
猜想四：有Na₂SO₄、H₂SO₄和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为有一种猜想是不合理的。不合理的猜想是
____________________。
【实验探究】(1)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中，滴加几滴CuSO₄溶液，无明显变化，溶液中一定没有____________。
(2)为了验证其余猜想，各学习小组利用烧杯中的溶液，并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl₂溶液、Na₂CO₃溶液，进行如下三个方案的探究。

实验方案	测溶液pH	滴加Na2CO3溶液	滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象	试纸变色，对比比色卡，pH<7		产生白色沉淀
实验结论	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4	溶液中有H2SO4

 
【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究，并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】(2)中存在两处明显错误，请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误：
(1)实验操作中的错误是____________________。
(2)实验方案中也有一个是错误的，错误的原因是_____________________。

某无色溶液可能由盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种或几种混合而成。为探究其组成，小华同学进行了如下实验：
Ⅰ、取适量样品放入试管中，滴加酚酞溶液，溶液变成红色。再向试管中逐滴加入过量的氢氧化钙溶液，观察到有沉淀产生。过滤，所得滤液为红色。
(1)由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是________(写化学式，下同)，一定不含有的物质是_________________；
为了进一步探究样品中可能含有的物质是否存在，小华继续进行了如下实验：
Ⅱ、取适量实验Ⅰ所得的红色滤液放入试管中，滴加过量的稀硝酸，溶液变为无色。再向试管中逐滴加入适量的硝酸银溶液至恰好完全反应，观察到有白色沉淀生成。过滤，所得滤液为无色。
Ⅲ、从稀硫酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、硝酸钾溶液中选择一种试剂，代替实验Ⅰ中的氢氧化钙溶液进行实验，其余的试剂及操作与实验Ⅰ的均相同。
通过实验Ⅱ和实验Ⅲ，小华得出结论：样品中可能含有的物质确实存在。
(2)实验Ⅱ所得无色滤液中，除酚酞以外，还含有的溶质为__________；
(3)实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是____________溶液，可观察到的现象为_______________________。

在两支试管中各加入2 mL水，然后分别加入1～2小粒碘或高锰酸钾，振荡，观察现象；然后再向两支试管中分别加1 mL汽油，振荡，静置，观察现象。记录如表所示：

溶 剂	溶 质	现 象
先加水	碘	底部仍有碘固体，液体呈浅黄色
先加水	高锰酸钾	底部无固体，溶液呈深紫色
再加汽油	碘	分层，上层呈深紫色，下层近无色，底部无固体
再加汽油	高锰酸钾	分层，上层无色，下层呈深紫色，底部无固体

 
请回答：
(1)加入汽油后，投入碘的试管的上层液体名称是_________；投入高锰酸钾的试管的下层液体的名称是_____________________。
(2)从实验现象可以归纳：碘的溶解性为______________，高锰酸钾的溶解性为____________________。
(3)在科学研究中，若将大量水中溶解的少量碘“富集”起来，你认为可以采取的方法是__________________。

铁、铝、铜是常见的三种金属。同学们发现生活中的铝和铜制品表面一般不用防锈，而铁制品一般需要做防锈处理。
【提出问题】这是不是因为铁、铝、铜三种金属中铁的活动性最强呢?
【实验探究】同学们对这三种金属的活动性顺序展开了探究，请你参与探究并填写空格。
将粗细相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中：

操作				根据现象得出金属活动性顺序
片刻后现象	有少量气泡	无气泡	无气泡	Fe>Al，Fe>Cu
几分钟后现象	有少量气泡	有大量气泡	无气泡

 
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是________。
【实验验证】为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序，同学们又将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中：

操作			根据现象得出金属活动性顺序
现象	无明显现象		Al>Fe>Cu

 
写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式_________________。
【拓展迁移】(1)若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插入顺序(能与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完)，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为________________。
(2)金属被人类大规模开发利用的大致年限也与金属活动性顺序有关，请写出铁、铝、铜三种金属材料被人类利用的先后顺序________________。

某研究性学习小组学习了工业“侯氏制碱法”的原理后，知道如下反应：
NaCl ＋ NH₃ ＋ CO₂ ＋ H₂O = NaHCO₃↓＋ NH₄Cl 。
【提出问题】能否在实验室模拟“侯氏制碱法”制取NaHCO₃的过程呢？
【实验验证】如下图是该学习小组进行模拟实验时所用到的部分主要装置和药品。

请回答下列问题：
⑴ 检验A装置气密性的方法是：塞紧带长颈漏斗的橡胶塞，夹紧弹簧夹后，从漏斗注入一定量的水，使漏斗内的水面高于试管内的水面，停止加水后，若                                        ，说明装置不漏气。
⑵该实验中用B装置制取的气体是              （填化学式），B装置中盛装浓氨水的仪器名称为          ，本实验中使用该仪器的优点是                                           。
⑶D是连接在装置A与装置C之间的气体净化装置，进气口是       （填a或b），D的作用是除去HCl气体，反应的化学方程式为                                   。
⑷实验时先向饱和NaCl溶液中通入较多的NH₃（溶液显碱性），再通入足量的CO₂，其原因是              （填写序号）。
① 使CO₂更易被吸收   ② NH₃比CO₂更易制取    ③ CO₂的密度比NH₃大
⑸用                        的方法将生成的NaHCO₃晶体从混合物中分离出来。
【得出结论】利用“侯氏制碱法”在实验室可以制取NaHCO₃ 。

同学们在学习了酸碱盐的性质后，萌生了用身边的物质来制取新物质并研究物质性质的想法。请你参与其中，体验实验探究的快乐吧。
【粗产品制备】
课外化学兴趣小组的同学利用家里的纯碱溶液和贝壳为原料制备烧碱，按图所示流程进行实验，请你参与讨论并回答相关问题。

（1）贝壳高温煅烧时，发生反应的化学方程式是　                      　；
（2）操作Ⅰ是____________,该过程中用到的玻璃仪器有烧杯、　    　、玻璃棒；
（3）得到烧碱时发生反应的化学方程式为                     ；
（4）得到的溶液存放在如图所示的      的瓶中（填A 或B）。

【粗产品成分分析】
将溶液蒸发结晶得到固体C，固体C中的成分有哪些呢？
甲同学认为：只含有NaOH；         乙同学认为：只含有NaOH  Ca(OH)₂；            
丙同学认为：含有NaOH  Ca(OH) ₂  Na₂CO₃；  丁认为可能含有             。
【分析讨论】：丁同学认为      同学的猜想肯定是不合理的，理由是             ；
（5）甲取少量固体C，加水溶解，向其中滴加3滴酚酞试剂，溶液变为红色，立即得出结论甲的说法正确，你认为甲的结论     （填“正确”、“错误”或“无法确定”），理由是              　；
（6）丁取适量固体C溶于水，滴加Ba(NO₃)₂溶液出现白色浑浊，发生反应的化学方程式为                                  ；结论：由上述实验，你认为__________同学的实验结论是正确。
【反思拓展】：在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外，还需要虑                                     。
【定量分析】
（7）另称取10g上述样品C，放入盛有100g7.3%的稀盐酸的烧杯中，恰好完全反应，反应后将所得溶液蒸发，求得到的氯化钠固体质量（写出过程2分）。